浅析智能电网在电力系统中的应用

浅析智能电网在电力系统中的应用摘要：随着全球资源和环境压力的不断增大和当前电力体制改革进一步深化，用户对供电要求更加安全、可靠、经济、高效。

为此建设适应经济社会发展的智能电网，已成为当前需要积极应对的共同选择，本文首先简单介绍了智能电网相关的概述与背景，并回顾了其在国内外的发展历程，然后提出了一些应用于智能电网中的新技术，并列举了智能电网在现代电力系统中的应用。

关键词：智能电网；发展背景；电力系统；应用技术
中图分类号： u665 文献标识码： a 文章编号：
一、智能电网概述
智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用。

智能电网可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，具体智能电网智能表现在：
自愈。

通过实时掌控电网运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患；在尽量少的人工干预下，快速隔离故障、自我恢复，避免大面积停电的发生。

安全可靠。

很好地应对自然灾害、外力破坏和计算机攻击，保证人身、设备和电网的安全，自动恢复电网的运行。

经济高效。

优化资源配置，提高设备传输容量和利用率；在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口；支持电力市场竞争的要求，实行动态的浮动电价制度，实现整个电力系统优化运行。

兼容。

能够开放性地兼容各种类型设备，包括集中大电源、分布式发电以及可再生能源，满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。

与用户友好互动。

实现与客户的智能互动，以最佳的电能质量和供电可靠性满足客户需求。

系统运行与批发、零售电力市场实现无缝衔接，同时通过市场交易更好地激励电力市场主体参与电网安全管理，从而提升电力系统的安全运行水平。

二、智能电网的发展背景
所谓智能电网，就是电网的智能化过程，也称为“电网 2.0”，它以集成的高速双向通信网络为基础，通过先进的传感测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的支持，并与电网基础设施高度集成而形成的新型现代化电网，从而实现电网的可靠、安全、经济高效、环境友好和使用安全的目标。

在现代电网的发展过程中，世界各国结合其电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践，形成了各自的发展方向和技术路线。

近年来，我国电力行业紧密追踪欧美发达国家电网智能化的发展趋势，开展技术创新，研究与实践并进，在智能电网发展模式、理念和基础理论、技术体系以及智能设备等方面取得了大量成果2009 年 5月，在北京召开的“2009 特高压输电技术国际会议”上，
国家电网公司正式发布了“坚强智能电网”发展战略。

2009 年 8 月国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。

据统计，在 2010 年我国计划投资超过70 亿用于智能电网的开发，其中仅智能电表更新换代这一项就要超过一亿七千万台。

而这只是 2010 年一年的投入，根据国际能源组织提供的数据，在未来十年内中国用于新能源开发的政府投入资金规模达到在2800 亿左右。

而根据国家电网公布的智能电网建设三阶段实施计划，仅用于智能电网建设的部分投资的保守估计就将超过万亿元，智能电网的建设已经成为是一个全国范围内的大型工程。

三、智能电网中的新技术
3.1 智能电网通信技术
实现智能电网的一个基础就是构建高速、双向、实时、集成的通信系统，如果没有这样的通信系统作为技术支撑，智能电网所要达到的目标就无从谈起。

这是因为在智能电网中数据的获取、保护和控制都和所需的通信系统有着紧密的联系。

因此，建立满足需求的通信系统是建设智能电网的第一步也是最重要的一步。

通信系统大的网络同电网一道深连接着千家万户，二者分别形成两个紧密联系的网络--电网和通信网络。

高速、双向、实时、集成的通信系统使得智能电网成为一个动态、实时和电力交换互动的大型工程。

通信系统建成后，不仅能够提高电网的供电可靠性和资产利用率，更能发展电力市场，抵御电网受到的攻击，提高电网的价值。

一般而
言，应用于智能电网的通信系统需要具备以下几个特点：双向性、实时性和可靠性，另外出于安全的考虑，该网络在理论上应是与公用网络隔离的电力通信专网;技术先进性，这就意味着该系统能够同时承载智能电网的现有业务和未来可能扩展的业务;该系统还应具备自主知识产权，同时也要具有面向电力智能电网业务的定制开发和业务升级能力。

透过智能电网客户服务来实现电网运营商和电力客户之间实时交互，增强电网综合服务能力，提升服务水平。

3.2分布式能源的智能管理系统
分布式的能源是指安装在用户端的能源综合利用系统，该系统主要包括分布式电源和分布式储能系统，此外还包含负荷侧能量管理系统和热电联产系统。

其中，分布式电源包括风力发电、光伏发电、微型燃汽轮机和小水电等多种形式，分布式储能系统则包括燃料电池、蓄电池等。

目前，针对分布式能源带来的问题，世界上分布式能源的研究主要集中在以下几个方面：分布式能源的运行管理优化。

风电、光伏发电等分布式电源因为都有着能源间歇性的特点，这就要求通过实时、精确的发电和负荷预报，优化分布式电源的调度和管理，从而保证电网安全运行，提高供电的可靠性，除此之外，我们可以通过分布式储能装置维持电网发电和负荷的动态平衡;对于输电成本高、对供电质量要求高的集中电力用户区，可以将分布式能源以“微网”的形式接入大电网，这种形式是对分布式电源利用效能最高的一种方式。

“微网”是指一个由分布式电源、储能装置、相关负荷和监控、保护装置构成的小型发配电系统，它是一个
能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，特点是既可以与大电网并网运行，也可以独立运行。

四、智能电网在现代电力系统中的应用
4.1 数字化变电站
目前智能电网的相关技术已经融入在变电站的数字化工作中。

首先数字化变电站是智能电网的第一级的信息处理器，作为智能电网的一个重要支点，数字化变电站与常规变电站相比，信息采集范围更宽，深度更大，层次更复杂，采集和处理后的信息，根据不同的需要将信息传输到各级应用中，其次，数字化变电站可以通过结合状态监测、继电保护和自动化等技术，加强对设备故障的预判和综合判断能力，从而提供的故障前、中、后的纪录和判据将更全面，促进相关工作人员分析工作的科学性。

4.2 智能继电保护
现代的电力系统由于智能电网的发展有着很大的变化，智能电网与传统电力系统由于信息化和数字化的特征而区别开来。

作为电力系统的重要一环，智能电网的技术在继电保护中有着广泛积极的应用。

其中一点就是网络化，智能电网的普及使得传统继电保护的信息获取和信号发送的中介也发生了改变，首先对主保护性能的提高可以利用网络上共享的站内其他相关电气元件的信息来实现，此外对网络继电保护配置的简化可以通过共享控制信号来实现。

另外一点是自动整定技术。

对于传统的自适应保护来说，其调整的定值仅仅是按照被保护线路的运行情况来进行，而基于智能电网的调整
定值所采用的运行方式是不能用全网信息来进行判断的。

智能电网继电保护的一个目的就是使全网的联网自动整定和自动配簧的实现，来保证系统能够进行分布协同的保护，从而改变传统的分散独立的保护方式。

五、结语
近年来，随着各种先进技术在电网中的广泛应用，智能电网是未来电力系统发展的必然趋势，发展智能电网已在世界范围内形成共识，智能电网在构建现代电力系统的工作中也必将会发挥至关重要的作用。

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